qt assimp opengl 骨骼动画详解

Qt、Assimp和OpenGL都是三个不同的工具，它们分别用于不同的目的。Qt是一个跨平台的应用程序开发框架，Assimp是一个开源的3D模型导入库，OpenGL是一个功能强大的图形渲染API。这三个工具可以结合使用来实现骨骼动画。

下面是一些关于Qt、Assimp和OpenGL结合实现骨骼动画的详细步骤：

1. 从Assimp中导入3D模型，其中包含骨骼的信息。
2. 在Qt中创建一个OpenGL窗口，使用OpenGL来显示3D模型。
3. 解析Assimp导入的模型，获取骨骼动画所需的所有信息，包括骨骼节点的层次结构、骨骼节点的初始变换矩阵、骨骼节点的动画轨迹等。
4. 在OpenGL中，将每个骨骼节点的变换矩阵传递给着色器程序，并使用它们来计算每个顶点的最终位置和法线。
5. 在每个时间步骤中，更新每个骨骼节点的变换矩阵，并将它们传递给OpenGL着色器程序。
6. 使用插值技术来平滑地过渡每个关键帧之间的动画。

通过这些步骤，我们可以实现骨骼动画，并使用Qt、Assimp和OpenGL来显示它。

相关问题

Qt opengl assimp加载骨骼动画

加载骨骼动画需要使用Assimp库中的骨骼数据，同时利用OpenGL进行渲染。下面是一个简单的示例代码：

首先，你需要在Qt的.pro文件中添加以下库和头文件：

LIBS += -lassimp
INCLUDEPATH += /usr/local/include/assimp

然后，在你的OpenGL窗口类中添加以下成员变量：

#include <assimp/Importer.hpp>
#include <assimp/scene.h>
#include <assimp/postprocess.h>

// 骨骼动画相关
Assimp::Importer importer;
const aiScene* scene;
std::vector<glm::mat4> boneTransforms;
std::vector<glm::mat4> boneOffsets;
std::map<std::string, int> boneMapping;
int numBones;
float animationTime;

在OpenGL窗口类的初始化函数中，加载模型和骨骼动画数据：

// 加载模型和骨骼动画数据
scene = importer.ReadFile("path/to/model", aiProcess_Triangulate | aiProcess_FlipUVs | aiProcess_GenSmoothNormals | aiProcess_LimitBoneWeights | aiProcess_ValidateDataStructure | aiProcess_ImproveCacheLocality | aiProcess_RemoveRedundantMaterials | aiProcess_OptimizeMeshes | aiProcess_CalcTangentSpace | aiProcess_JoinIdenticalVertices | aiProcess_FindInvalidData | aiProcess_GenUVCoords | aiProcess_TransformUVCoords | aiProcess_FixInfacingNormals | aiProcess_FindDegenerates | aiProcess_SortByPType | aiProcess_GenBoundingBoxes);
if (!scene)
{
    qCritical() << "Error loading model: " << importer.GetErrorString();
    return;
}

// 加载骨骼动画数据
if (scene->HasAnimations())
{
    numBones = 0;
    for (unsigned int i = 0; i < scene->mNumMeshes; i++)
    {
        aiMesh* mesh = scene->mMeshes[i];
        for (unsigned int j = 0; j < mesh->mNumBones; j++)
        {
            std::string boneName(mesh->mBones[j]->mName.data);
            if (boneMapping.find(boneName) == boneMapping.end())
            {
                int boneIndex = numBones++;
                boneMapping[boneName] = boneIndex;
                boneOffsets.push_back(glm::transpose(glm::make_mat4(&mesh->mBones[j]->mOffsetMatrix.a1)));
            }
        }
    }

    boneTransforms.resize(numBones);
    animationTime = 0.0f;
}

在OpenGL窗口类的绘制函数中，更新骨骼动画的状态：

// 更新骨骼动画状态
if (scene->HasAnimations())
{
    animationTime += deltaTime;

    float ticksPerSecond = (float)(scene->mAnimations[0]->mTicksPerSecond != 0 ? scene->mAnimations[0]->mTicksPerSecond : 25.0f);
    float timeInTicks = fmod(animationTime * ticksPerSecond, (float)scene->mAnimations[0]->mDuration);
    float animationTimeInSeconds = timeInTicks / ticksPerSecond;

    glm::mat4 identity;
    for (int i = 0; i < numBones; i++)
    {
        boneTransforms[i] = identity;
    }

    aiMatrix4x4 globalTransform = scene->mRootNode->mTransformation;
    updateBoneTransform(scene->mAnimations[0], animationTimeInSeconds, scene->mRootNode, globalTransform);

    for (unsigned int i = 0; i < boneTransforms.size(); i++)
    {
        boneTransforms[i] = boneTransforms[i] * boneOffsets[i];
    }
}

// 设置骨骼动画的变换矩阵
for (unsigned int i = 0; i < shader.numBones; i++)
{
    glm::mat4 boneTransform;
    if (i < boneTransforms.size())
    {
        boneTransform = boneTransforms[i];
    }

    glUniformMatrix4fv(shader.boneTransforms[i], 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(boneTransform));
}

最后，在你的OpenGL着色器中使用骨骼动画的变换矩阵：

#version 330 core

layout(location = 0) in vec3 position;
layout(location = 1) in vec2 texCoord;
layout(location = 2) in vec3 normal;
layout(location = 3) in vec3 tangent;
layout(location = 4) in vec3 bitangent;
layout(location = 5) in ivec4 boneIDs;
layout(location = 6) in vec4 boneWeights;

uniform mat4 modelMatrix;
uniform mat4 viewMatrix;
uniform mat4 projectionMatrix;
uniform mat3 normalMatrix;
uniform mat4 boneTransforms[100];

out vec2 fragTexCoord;
out vec3 fragNormal;
out vec3 fragTangent;
out vec3 fragBitangent;

void main()
{
    vec4 pos = vec4(position, 1.0);
    vec4 norm = vec4(normal, 0.0);
    vec4 tang = vec4(tangent, 0.0);
    vec4 bitang = vec4(bitangent, 0.0);

    // 骨骼动画变换
    mat4 boneTransform = boneTransforms[boneIDs.x] * boneWeights.x;
    boneTransform += boneTransforms[boneIDs.y] * boneWeights.y;
    boneTransform += boneTransforms[boneIDs.z] * boneWeights.z;
    boneTransform += boneTransforms[boneIDs.w] * boneWeights.w;

    pos = boneTransform * pos;
    norm = boneTransform * norm;
    tang = boneTransform * tang;
    bitang = boneTransform * bitang;

    gl_Position = projectionMatrix * viewMatrix * modelMatrix * pos;
    fragTexCoord = texCoord;
    fragNormal = normalize(normalMatrix * norm.xyz);
    fragTangent = normalize(normalMatrix * tang.xyz);
    fragBitangent = normalize(normalMatrix * bitang.xyz);
}

这样，你就可以在Qt中使用OpenGL和Assimp库加载骨骼动画模型了。

qt opengl assimp 加载骨骼动画

加载骨骼动画需要使用到三个库：Qt、OpenGL以及Assimp。其中，Assimp是一个跨平台的开源库，可以用来加载多种3D模型格式，包括带有骨骼动画的模型。

首先，你需要通过Assimp库加载模型数据。Assimp可以将模型数据加载到一个数据结构中，包括模型的顶点、法向量、纹理坐标、骨骼信息等。在加载模型数据时，需要指定Assimp的一些选项，比如加载模型时是否把模型的坐标系转换为OpenGL的坐标系。

加载完成模型数据后，需要对模型进行骨骼动画的计算。这个过程包括对骨骼的变换矩阵进行计算，以及对模型顶点的变换。这些计算都可以通过Assimp库提供的接口来完成。在计算骨骼变换矩阵时，需要使用到骨骼的层次结构信息。

最后，将计算完成的模型顶点数据和变换矩阵传递给OpenGL进行渲染即可。

下面是一个简单的示例代码：

#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions>
#include <assimp/Importer.hpp>
#include <assimp/scene.h>
#include <assimp/postprocess.h>

class GLWidget : public QOpenGLWidget, protected QOpenGLFunctions {
public:
    GLWidget(QWidget *parent = nullptr) : QOpenGLWidget(parent) {}

protected:
    void initializeGL() override {
        // 初始化OpenGL函数
        initializeOpenGLFunctions();

        // 加载模型数据
        Assimp::Importer importer;
        const aiScene *scene = importer.ReadFile("model.dae", aiProcess_Triangulate | aiProcess_FlipUVs | aiProcess_CalcTangentSpace | aiProcess_LimitBoneWeights | aiProcess_GenSmoothNormals | aiProcess_JoinIdenticalVertices);

        // 计算骨骼动画
        // ...

        // 渲染模型
        // ...
    }

    void paintGL() override {
        // 渲染模型
        // ...
    }
};

当然，这只是一个简单的示例代码，实际上骨骼动画的计算和渲染都比较复杂，需要更多的代码来完成。但是，通过Assimp库提供的接口，可以方便地完成这些工作。